1、橋臺設計與施工方案的選定 摘 : 在既有線附近修建新橋 ,涉及的問題較多 , 特別是不能影響既有線的行車安全 , 又要按施工程序進行施工 。既 要 要考慮現場實際情況 、 地質環境 、 安全 、 進度等等 ,又要確保施工有序進行 。概括介紹了在既有線橋梁附近 ,修建另一座 新橋的設計方案與施工方案的確定工作 ,從而為下一步同等條件下既有線橋涵的施工 ,積累一些技術資料及經驗 。 關鍵詞 : 注漿 ; 錨噴 ; 挖孔樁 ; 鋼軌樁 ; 豎井 1 工程概況 我單位在京通線上負責施工一條鐵路專用線 ,既有線上有一 座 2 孔 24m 的鐵路橋 ,在既有線附近與既有線平行再修建一座 2 孔 24m 的
2、鐵路橋 , 線間距為 10m 。既有線于 1973 年建成 , 資料不 全 ,新線工期要求較緊 ,由于特殊原因 ,設計比照既有線的資料設 計了新線 , 新橋比舊橋高 1. 1m , 新橋的墩高 12m , 采用圓形實體 墩 ,橋臺為 T 型橋臺 ,臺高不等 ,0 # 橋臺 12m 高 ,2 # 橋臺高 14m ,墩 臺基礎均采用單層基礎 。 此種設計方案的優點 : (1) 能夠在確保既有線行車安全的情況下進行施工 ; (2) 地質情況與沉井施工方案相吻合 ; (3) 保證了施工工作人員的安全 。 此種方案的缺點 : (1) 場地比較狹小 ; (2) 施工作業較困難 ,且工期較長 ; (4) 投
3、資增加 。 (3) 施工過程中的沉井糾偏較困難 ,投入的設備較多 ; 第二種 : 豎井方案 。 此種方案是在橋臺位置修建一施工平臺 ,在橋臺位置外圍做 一個 4cm 厚的豎井 , 每次下挖 70cm 作一支撐梁 , 用噴錨機錨噴 40cm 厚的砼護壁 。當混凝土的強度達到要求后 , 再進行下一個 70cm 的施工 ,依次進行 , 最后在橋臺周圍形成一個 40cm 的砼豎 井 ,然后在井內進行橋臺施工 。 圖1 建筑物結構示意圖 此方案解決了前一種方案存在的問題 : 既能保證既有線的行 車安全 ,又能夠達到施工便捷 ,確保了施工作業人員的安全 ,又能 夠確保施工工期 。 4 施工方案的選定 2
4、初步設計方案的確定 由于新橋與舊橋較近 ,0 # 橋臺的橋無錐體護坡 ( 漿砌片石 ) , 只采用礫石填料堆積形成自然邊坡 ,1 # 橋臺錐體下有 20cm 厚碎 石滲水料 ; 其下為粘土填料 。根據現場實際情況 ,初步設計定為 : 在既有線橋臺與新橋橋臺之間 ,每側布置三根 1. 5m 的挖孔樁對 既有線橋臺后的土方進行防護 ,新橋臺采用明挖基礎施工 。 此方案存在幾個問題 : (1) 此方案設計的挖孔樁施工方案 ,現已在北京市禁止施工 ; (2) 三根挖孔樁防護數量較少 , 很難起到對既有橋臺后土方 最后經多方考慮最終采用豎井的設計方案 。 在按設計方案施工的過程中又遇到了很多具體問題 :
5、 (1) 施工工作平臺的施工中 , 遇到了實際問題 , 由于既有線橋 臺處的填料為碎石填料 , 原開挖山體后的堆砌體 , 沒有經過機械 碾壓 、 夯實 ,因而石質較松散 ,在開挖平臺過程中 ,其自穩性較差 。 隨挖隨坍 ,做成施工平臺后 ,邊坡坍塌已危及既有線的行車安全 。 因而決定對既有線進行邊坡防護 , 具體的施工方法是 : 在平臺 豎井外側打 50 鋼管 , 鋼管長度 1. 5 3. 0m , 間距 20cm , 按 1. 5m 與3. 0m間隔布置 。 鋼管外側堆碼草袋 ,草袋的碼放每層互相壓 貼緊密 ,形成一個整體 ,堆碼高度 4. 0m 。 鋼管外側采用 50kg 鋼 軌靠貼 ,鋼
6、軌底部填入深度 60cm ,支撐在豎井外側的鋼筋混凝土 的防護作用 ; (3) 若增加挖孔樁數量 ,將會影響整座橋的工期 ; (4) 由于橋臺的填料較高 , 橋臺基礎較深 , 因而挖孔樁較深 , 土質的自穩性較差 ,將危及施工人員的安全 。 經與設計院探討后 ,否決此方案 。 3 最后設計方案的確定 井壁上 ,間距 1. 0m ,頂部與地錨用鋼絲拉結 ,使整個防護形成一個 整體 ,確保了既有線的行車安全 。 (2) 豎井的施工 。在豎井施工過程中 , 由于礫石的穩定性較 方支立模板 ,灌筑第一道鋼筋混凝土支撐梁 。第一道支撐梁完成 否決初步設計方案后 ,曾提出兩種與現場條件相符合的設計 方案
7、。 第一種 : 沉井設計方案 。 差 ,在工作平臺處施工支撐梁時就造成坍塌 。最后采用在平臺上 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 中圖分類號 :U443121 文獻標識碼 :B 總第 86 期 2003 年第 7 期 西部探礦工程 series No. 86 WEST - CHINA EXPLORATION ENGINEERING Jul. 2003 文章編號 :1004 5716 ( 2003) 07 163 02 中圖分類號 : TU528 文獻標識碼 :B 試論水泥穩定基層中干縮
8、裂縫的控制措施 謝光健 ( 中南市政工程建設總公司 ,湖南 衡陽 421001) 摘 : 分析了路面水泥穩定基層干縮裂縫產生的機理 ,干縮裂縫對路面的危害和相應的預防措施 。 要 關鍵詞 : 干縮裂縫 ; 預防措施 1 概述 除了干縮裂縫外 , 基層表面還可能因氣溫變化降低時 , 由于 物體的熱脹冷縮特性而產生的收縮裂縫 ,一般稱為冷縫 。 裂縫的變形量與時間的關系上 ,可基本描繪成如圖 1 所示的 關系曲線 。 當前我國高速公路或一級公路大多采用瀝青混凝土柔性路 面 ,其下承層一般設計為水泥穩定基層 , 即采用水泥作為結合料 且級配良好的中粗粒土或細粒土層 ,基層為公路的主要受力承重 層 。
9、干縮裂縫指水泥穩定基層混合料經過水泥固化及水份散發 后使基層表面產生的細微開裂現象 。干縮裂縫首先出現在基層 表面 ,然后向深部擴展 ,它們基本上可貫通整個基層 ,裂縫的寬度 大多為 13mm , 嚴重者可達 5mm 。基層干縮裂縫的產生在一定 程度上破壞了基層的板塊整體受力狀態 ,而且裂縫的進一步發展 會反射到上部路面面層中 ,使上部面層也相應產生裂縫或斷板現 象 。同時 ,若對基層干縮裂縫處理不當 , 路面雨水通過中央分隔 帶或路面面層孔隙滲透到路基中 , 會使路基在裂縫處產生積水 , 在上部反復行車荷載作用下 , 極易出現唧漿現象 , 最終導致路面 基層與面層發生沉陷 , 使路面出現早期
10、破壞 , 大大地影響公路的 行車質量與使用壽命 。 2 干縮裂縫產生機理 圖1 裂縫的變形量與時間關系曲線 由于基層的組成材料為粗集料 ( 1 3cm 碎石 ) 、 細集料 ( 0 5cm 石屑) 、 水泥 ,三種材料加水拌和后經過攤鋪碾壓成型后 ,水泥 開始吸收混合料中的水份而凝結 ,使原本較潮濕的達到密實狀態 的基層集料結構逐漸通過水泥的固化作用趨于干燥 ,基層的體積 在一定程度上趨于減小而收縮 , 若收縮量偏大 , 則會使基層表面 出現拉裂現象 ,產生裂縫 ,這種裂縫一般每 2030m 一道 ,嚴重者 35m 一道 ,大多數的裂縫會貫通基層的全斷面 。因此基層中的 裂縫的發生發展時期主要
11、分布于基層成型后的 035 天以內 , 這是水泥凝結與基層強度增加的主要階段 ,后期雖有所發展 ,但增 幅很小 ,影響不大 ,這也說明裂縫的產生主要與水泥用量有關系 。 3 導致裂縫產生的因素及相應的預防措施 3. 1 基層的設計強度與水泥用量 公路基層的設計強度一般為 3 5MPa , 相應地 , 水泥劑量為 4 %6 % ,設計強度值越高 ,則水泥用量越高 ; 水泥用量越大 ,裂縫 ( 下轉第 165 頁) 水泥用量越高 ,越容易產生裂縫 ,含水量越高越容易產生裂縫 。 后 ,在向下開挖豎井內土石方時 。由于礫石的自穩性較差 , 下挖 70cm 后 ,豎井第一道支撐梁外側被淘空 。又給既有
12、線的行車及 原設計采用的錨噴混凝土井壁改為混凝土灌注井壁 ,這樣 既減少了費用又加快了施工進度 ,還確保了工程質量 。 5 效果 施工人員的安全構成威脅 。原定的設計方案 ,錨噴混凝土豎井無 法施工 。經與設計 、 監理 、 甲方人員現場勘察協商探討 ,最終采用 我方提出的施工方案 。 在豎井外側間隔 30cm 打注漿管 ,注漿管的深度 5. 0m 。靠 既有線橋臺側打三排 ,另外兩個方向打兩排注漿管 ,呈梅花形布 置 ,首先注漿對松散的礫石進行凝結固定 ,以便在開挖豎井過程 中防止礫石繼續坍塌 。 通過設計方案的篩選與施工方案的確定 ,以及在施工過程中 的驗證 。最后結果達到了預測的效果 ,既節約了投資 , 又保證了 既有線的行車安全 ,既保證了工程質量又提高了效益 , 既保證了 施工人員的安全又確保了工期 。因而認為只有共同協作 ,以現場 的實際情況為出發點 ,才能達到理想的效果 。 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.1
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